一種建築物外牆保溫隔熱複合材料和施工方法

2023-05-20 05:59:06 1

專利名稱：一種建築物外牆保溫隔熱複合材料和施工方法
技術領域：
本發明涉及一種建築物外牆保溫隔熱複合材料，具體涉及使用再生聚 苯顆粒和粉煤灰製備的保溫隔熱節能材料。 技術背景在現代建築中所使用的保溫隔熱和防水材料以及施工技術，已經成為 評價建築物科技含量的重要指標。在已有的隔熱材料中，公開號為CN1454959A的中國發明專利書中公開了一種大摻量粉煤灰防水隔熱材料 及其施工方法。該材料包括粉煤灰、泡沫塑料、AN膨脹劑、減水劑和水泥 等。其中，粉煤灰60 70% (質量百分比)、泡沫塑料2 5%、 AN膨脹劑 0.5 1%、減水劑0.5 1%，水泥15 30%。施工時，這種隔熱材料下方鋪 設三層抗老化塑料薄膜(ARPE)作為柔性防水層。它是隔熱材料，而不是 真正意義上的防水材料。由於這種隔熱材料粘度低、強度抵和硬化時間長， 只適合在屋面(頂)做阻擋紫外線照射的隔熱材料使用，而不適合在垂直 牆面，作為房屋外牆外保溫隔熱層材料使用。 發明內容本發明需要解決的技術問題是提供一種建築物外牆保溫隔熱複合材料 和施工方法，以克服現有技術存在的上述缺陷。本發明所述的建築物外牆保溫隔熱複合材料，包括1重量份複合粉料， 0.06 0.120重量份聚苯顆粒；所說釣聚苯顆粒為聚苯泡沫材料經粉碎後獲得的再生顆粒，粒徑為2 所說的複合粉料的組分和重量百分比含量包括:水泥 粉煤灰熟石灰[Ca(OH)2〗 GS觸變潤滑劑 甲基纖維素醚(MC) 半水石膏粉 引氣劑可再分散乳膠粉木質纖維素聚丙烯纖維45 60 % 25 20% 10 5 % 0.19 1 %0.1 0.6% 0.5 5.6% 0.01 1.5% 1.0 5.0% 0.1 0.80/0 0.1 0.5 %上述各個組分的百分比之和為100%。實施例中，GS觸變潤滑劑的化學名稱是BENT0NE GS為99%活性成分的 鋰蒙脫石，採用Elementis Trading(shanghai) Co丄ed公司生產的牌號為GS 的產品；引氣劑的化學名稱是eliminate gas agents,採用安徽礦業公司生產的牌 號為AH-1產品；可再分散乳膠粉的化學名稱是disperse the emulsion powder again,採用Wacker Polymer Systems公司生產的牌號為RE5044N的產品。按照本發明，所述建築物外牆保溫隔熱複合材料還包括1.2 1.4份的水。所說的粉煤灰選自滿足國家n級標準以上的粉煤灰，即0.045mm方孔 篩餘物^20%;燒失量^8%。要求粉煤灰化學成分為(39 52) % Si02; (17 35) %A1203; (39 52) %Fe203。實驗數據表明，固體材料中以高分子聚苯乙烯泡沫塑料的導熱係數最 小，其值低於0.035 W/m，K。擠壓法生產的泡沫塑料，其微觀是由連續微米 級氣孔組成的密閉結構，表面張力大，不吸水，即使在潮溼的環境中也具 有良好的隔熱性能，是良好的保溫材料。這種材料用於炎熱或寒冷地區居 民住房的保溫隔熱，可以產生節能近60%的經濟效益。將廢棄的聚苯泡沫 包裝材料，經粉碎再生成聚苯顆粒，用改性的水泥膠漿粘結，在建築物垂 直外牆面上構築具有蜂窩狀結構，且具有一定厚度和強度的隔熱保溫層， 就可以充分發揮再生聚苯顆粒材料在現代建築中的節能效果。聚苯顆粒隔熱層的保溫效果、力學性能、耐候性和壽命，取決於改性的水泥膠漿成分和施工工藝。改性水泥膠漿均勻塗布於聚苯顆粒表面，是 網結聚苯顆粒的水泥基複合材料。水泥膠漿的粘度、完全硬化後的強度、 韌性和系統導熱係數，是評價聚苯顆粒保溫隔熱層性能的重要技術指標。 為了獲得良好的綜合性能，在乾粉砂漿複合材料成分的設計上，較傳統砂 漿做了如下改進在國外水泥基幹粉砂漿複合材料配方中較少使用活性摻合料。本發明中應用了活性摻合料粉煤灰(符合國家n技術標準)。實驗結果表明，粉煤灰不但可以調整聚苯顆粒級配、改善施工性、提高幹混砂漿的後期(28d) 強度，改善抗硫酸鹽侵蝕和抗碳化性能等，還可以部分替代水泥，降低幹 混砂槳成本。為了改善水泥膠槳複合材料與聚苯顆粒表面的粘結性，提高砂漿施工 時的附著力、表面硬度和柔軟度，本發明中使用了具有增稠、穩定和保水作用的甲基纖維素醚(MC)。其用量在0.1 0.6%時，獲得良好的效果。為了改善水泥膠漿複合材料與聚苯顆粒表面的粘結強度，提高聚苯顆 粒間蜂窩狀砂漿凝固網的柔性、抗壓強度、抗折強度、耐磨損性、韌性、 粘結力、保水能力和可施工性，本發明中使用了一種憎水性乳膠粉。實驗 結果表明，當加入量1.0 5.0%時，乾粉砂漿複合材料獲得了良好的綜合性 能，併兼具很好的防水性能。為了增強聚苯顆粒間蜂窩狀砂槳凝固網的微觀抗開裂性能，本發明配 方中加入了木質纖維素組元。木質纖維素具有優良的柔韌性和分散性，在 水泥膠漿中形成三維網狀結構。這種三維網狀結構，能夠增強聚苯顆粒間 水泥膠漿溼膜的強度、覆蓋效果，降低凝固過程中溼膜的微觀收縮或膨脹， 提高了溼膜的抗開裂性。實驗結果表明，當木質纖維素加入量為0.1 0.8% 時，就能有效地提高砂漿凝固網的穩定性、強度、密實度和均勻度。為了提高外牆聚苯顆粒隔熱層抵禦因凝固、風化幹縮和熱脹冷縮等因 素而產生微裂紋的能力，本發明在水泥膠漿複合材料配方中加入了一種表 面經特殊處理的聚丙烯單絲纖維(細度為18-20^im)。實驗結果表明，聚 丙烯纖維加入量在0.1 0.5%範圍內時，能有效地防止和抑止裂縫的形成 與發展，顯著地改善聚苯顆粒隔熱保溫層的阻裂抗滲性能和抗衝擊的能力。為了提髙聚苯顆粒水泥膠漿複合材料的粘結粘度和抗凍性能，本發明 在水泥膠漿複合材料配方中加入了微量的引氣劑。引氣劑的加入減少了拌 和用水量，改善了施工性能。實驗結果表明，引氣劑加入量在0.01 1.5%時，在水泥膠漿複合材料中能引入大量均勻分布、穩定而封閉的微小氣泡， 降低了膠漿的表面張力，顯著地改善了材料的施工性能和抗折強度。在聚苯顆粒水泥膠漿複合材料中加入氫氧化鈣、半水硫酸朽和GS觸變 潤滑劑的目的，是促進初期水泥膠漿果凍化，提高隔熱保溫層的密度和易 施工性。本發明的所說的建築物外牆保溫隔熱複合材料的製備方法包括如下步驟將水泥、粉煤灰、熟石灰、GS觸變潤滑劑、甲基纖維素醚、半水石膏 粉、引氣劑、可再分散乳膠粉、木質纖維素和聚丙烯纖維，預混，再將獲得的預混料經混合機混合3 5分鐘，獲得複合粉料，包裝待用；所說的混合機優選採用雙軸無重力混合機，如杭州精誠公司生產的雙 軸無重力混合機。本發明的建築物外牆保溫隔熱複合材料的施工方法包括如下步驟-按照比例，將複合粉料、再生聚苯顆粒和水混合，獲得pH值為5.0 6.5的混合槳料；通過抹灰工藝首先在牆面上形成2 18mm厚的混合漿料層，24 48 小時；在已凝周的混合槳料層上繼續塗抹混合漿料，壓實，最終形成20 30mm厚的隔熱層，養護8 12小時；在已凝固的隔熱層表面抹一層約1 1.5mm厚的抹面砂漿後，粘結一層 聚丙烯加強兩，在加強網上面繼續抹一層厚約1 1.5mm的表面抗裂砂漿， 形成防水層；最後根據裝飾需要，即可以在表面抗裂層表面抹一層膩子粉，進而上 塗料，也可以直接粘貼瓷磚等表面裝飾材料。本發明的外牆外保溫隔熱複合材料中各組分配比合理，使得該隔熱材 料不但具有優良的隔熱保溫效果，也具有堅固的粘結強度和力學性能。同時，還具有防水功能。本發明中的粉煤灰高加入量，對粉煤灰在外牆保溫 系統中應用開闢了一條新途徑。再生聚苯泡沫的利用，不僅是保溫隔熱系 統中"變廢為寶"的新嘗試，也減輕了其對環境的有害汙染。


圖1為實施例1配方材料凝固後的表層結構照片。圖2實施例2配方材料凝固後的表層結構照片。 圖3實施例3配方材料凝固後的表層結構照片。
具體實施方式
實施例中，GS觸變潤滑劑的化學名稱是BENT0NE GS為99%活性成分的 鋰蒙脫石，採用Elementis Trading(shanghai) Co丄ed公司生產的牌號為GS 的產品；引氣劑的化學名稱是eliminate gas agents,採用安徽礦業公司生產的牌 號為AH-1產品；可再分散乳膠粉的化學名稱是disperse the emulsion powder again,採用Wacker Polymer Systems公司生產的牌號為RE5044N的產品。實施例1按如下配方製備了外牆外保溫隔熱層複合材料。 水泥60。/。,粉煤灰20。/。，熟石灰[Ca(OH)2] 10%， GS觸變潤滑劑0.50/0，甲基纖維素醚(MC) 0.5%，半水石膏粉2%，引氣劑1.5%，可再分散 乳膠粉4.0%，木質纖維素1.0%，聚丙烯纖維0.5%;將上述配比的物料預混，再將獲得的預混料經雙軸無重力混合機混合5 分鐘，獲得複合粉料，包裝待用；將再生聚苯顆粒、複合粉料和水混合，獲得pH值為6.5的混合漿料； 混合比為複合粉料聚苯顆粒水-1 (kg) : 70 (g) :1.2 (kg); 凝固後的表層結構照片如圖1所示。經上海建築科學研究院檢測，結果如 下檢測項目標準指標 (JG158-2004)檢測結果判定結果溼表觀密度(kg/m3)5 420408合格幹表觀密度(kg/m3)180 250214合格導熱係數W/(m-K)5 0.0600.051 (25°C)合格蓄熱係數W/(m2-K)2 0.05——抗壓強度kPa2 200235合格壓剪粘接強度kPa>5088合格線性收縮率％0.3合格軟化係數0.6合格難燃性Bl級合格由此可見，所說的複合材料完全滿足JG158-2004標準的技術要求。實施例2按如下配方製備了外牆外保溫隔熱層複合材料。1. 水泥 45%2. 粉煤灰 35%3. 熟石灰[Ca(OH)2] 8.0%4.GS觸變潤滑劑0.5 %5.甲基纖維素醚(MC)1.5%6.半水石膏粉3.0 %7.引氣劑0.5 %8.可再分散乳膠粉5.0 %9.木質纖維素1.0%10.聚丙烯纖維0.5 %。配製方法同實施例l; 將再生聚苯顆粒、複合粉料和水混合，獲得pH值為6的混合漿料；混合比 為複合粉料聚苯顆粒水=1 (kg) : 80 (g) :1.2 (kg); 凝固後的表層結構照片如圖2所示。材料的力學和保溫隔熱性能均達到 JG158-2004標準規定。實施例3按如下配方製備了外牆外保溫隔熱層複合材料。1.水泥45.0 %2.粉煤灰35.0 %3.熟石灰[Ca(OH)2]5.0 %4.GS觸變潤滑劑0.5 %5.甲基纖維素醚(MC)1.5%6.半水石膏粉6.0 %7.引氣劑0.5 %8.可再分散乳膠粉5.0 %9. 木質纖維素 1.0%10. 聚丙烯纖維 0.5%。 配製方法同實施例1;將再生聚苯顆粒、複合粉料和水混合，獲得pH值為6的混合漿料；混 合比為複合粉料聚苯顆粒水=1 (kg) : 70 (g) :1.2(kg)。 凝固後的表層結構照片如圖2所示。凝固後，材料的力學和保溫隔熱性能仍然均達到JG158-2004標準規定， 並消除了保溫隔熱層中聚苯顆粒間存在的空隙和疏鬆，增強了保溫隔熱層 的抗侵蝕老化性能。
權利要求
1. 一種建築物外牆保溫隔熱複合材料，包括1重量份複合粉料，0.06～0.120份聚苯顆粒；所說的複合粉料的組分和重量百分比含量包括水泥 45～60％粉煤灰25～20％熟石灰[Ca(OH)2] 10～5％GS觸變潤滑劑 0.19～1％甲基纖維素醚(MC) 0.1～0.6％半水石膏粉0.5～5.6％引氣劑0.01～1.5％可再分散乳膠粉1.0～5.0％木質纖維素0.1～0.8％聚丙烯纖維0.1～0.5％上述各個組分的百分比之和為100％。
2. 根據權利要求1所述的建築物外牆保溫隔熱複合材料，其特徵在於， 所說的聚苯顆粒為聚苯泡沬材料經粉碎後獲得的再生顆粒，粒徑為2 4mm。
3. 根據權利要求1所述的建築物外牆保溫隔熱複合材料，其特徵在於， 還包括1.2 1.4份的水。
4. 根據權利要求1所述的建築物外牆保溫隔熱複合材料，其特徵在於， 所說的粉煤灰選自滿足國家II級標準以上的粉煤灰，即0.045mm方孔篩餘物^20%;燒失量58%。要求粉煤灰化學成分為(39 52) %Si02; (17 35) %A1203; (39 52) 0/0Fe2O3。
5. 根據權利要求1、 2和或4所述的建築物外牆保溫隔熱複合材料的 施工方法包括如下步驟按照比例，將複合粉料、再生聚苯顆粒和水混合，獲得pH值為5.0 6.5的混合漿料；通過抹灰工藝首先在牆面上形成2 18mm厚的混合漿料層，養護12 48小時；在已凝固的混合漿料層上繼續塗抹混合漿料，壓實，最終形成20 30mm厚的隔熱層，養護8 12小時；在已凝固的隔熱層表面抹一層約1 1.5mm厚的抹面砂漿後，粘結一層 聚丙烯加強網，在加強網上面繼續抹一層厚約1 1.5mm的表面抗裂砂漿， 形成防水層。
6. 根據權利要求5所述的施工方法，其特徵在於在表面抗裂層表面抹 一層膩子粉，進而上塗料，和直接粘貼瓷磚等表面裝飾材料。
全文摘要
本發明公開了一種建築物外牆保溫隔熱複合材料和施工方法，包括1重量份複合粉料，0.06～0.120份聚苯顆粒。施工前，乾粉砂漿複合材料與聚苯顆粒和水的混合應滿足如下比例複合粉料∶聚苯顆粒∶水＝1(kg)∶(60～120)(g)∶(1.2～1.4)(kg)。本發明的外牆外保溫隔熱複合材料中各組分配比合理，使得該隔熱材料不但具有優良的隔熱保溫效果，也具有堅固的粘結強度和力學性能。同時，還具有防水功能。本發明中的粉煤灰高加入量，對粉煤灰在外牆保溫系統中應用開闢了一條新途徑。再生聚苯泡沫的利用，不僅是保溫隔熱系統中變廢為寶的新嘗試，也減輕了其對環境的有害汙染。
文檔編號C04B28/00GK101219872SQ200710036440
公開日2008年7月16日 申請日期2007年1月12日 優先權日2007年1月12日
發明者馬志霞 申請人:上海舜港節能建材科技有限公司